Study of the Molecular Transport of Benzene and Cyclohexane in SBA-15 by Diffusion NMR

http://journal.sfu-kras.ru/en/article/154329

Study of the molecular transport of benzene and cyclohexane in mesoporous mesostructured powders of SBA‑15 was carried out using the diffusion NMR method. An isotropic character of the translational motion of hydrocarbon molecules was observed on a length scale of 35–80 μm. It was found that at low content of hydrocarbons (φ<0.3, where φ is a mass content), the mobility of their molecules is 2–3 times higher than those typical for a liquid media. It was also shown that for benzene molecules, unlike to cyclohexane, in the range of 0.4<φ<0.6 the hindering of translational motion is observed as compared to those in liquid state, which can potentially lead to a shift of the equilibrium in the benzene/ cyclohexane mixture at the outlet of the porous material sample.

Методом ЯМР‑диффузометрии проведено исследование процессов молекулярного транспорта бензола и циклогексана в мезопористых мезоструктурированных порошках SBA‑15 в зависимости от массового содержания углеводородов. Обнаружен изотропный характер трансляционного движения молекул углеводородов в масштабах 35–80 мкм. Найдено, что при малых значениях содержания углеводородов (φ<0,3, где φ – массовая доля) мобильность их молекул в 2–3 раза превышает значения, характерные для жидкой среды. Для молекул бензола, в отличие от циклогексана, в концентрационном диапазоне 0,4<φ<0,6 наблюдается торможение скорости трансляционного перемещения по сравнению с жидкой средой, что может приводить к изменению равновесного содержания одного из компонентов в смеси на выходе из объема материала.